卡文迪许的实验用的是物理实验中的放大法
17世纪末年,英国科学家牛顿发现了万有引力定律。牛顿和很多科学家都发现,利用万有引力的公式,可以求出地球的质量来。这需要几个数值:一个是地球对一个已知质量的物体的吸引力,它实际上就是物体受到的重力,这很容易测得;
一个是地球和物体的距离,这可以用地球的半径代替;另一个关键的数值叫“万有引力常数”,这个数值虽然当时还不知道,但是可以从在地面上直接测量两个已知质量物体之间的引力而求出来。 牛顿称量地球的方法,原理是完全正确的,他使用的是“间接测量法”,
这种方法和我国古代“曹冲称象”的故事里说的曹冲称出大象的质量的方法很相似,只不过曹冲称象利用的是物体浮力的定律,而牛顿利用的是万有引力定律。牛顿测出地球和一个已知物体之间的引力,从而计算出地球的质量来。 可惜“万有引力常数”数值极其微小,
测量起来十分困难,牛顿精心设计了好几个实验,想直接测出两个物体之间的引力来。可是他失败了。他还发现,一般的物体之间的引力非常非常微小,以至根本测量不出来。牛顿失望了,他也曾当众宣布:想利用测量引力来计算地球质量的努力将是徒劳的。
牛顿去世以后,还有一些科学家继续研究这个问题。1750年,法国科学家布格尔来到南美洲的厄瓜多尔,他爬上了陡峭的琴玻拉错山顶,沿着悬崖吊下一根垂线,线的下面拴着一个铅球。
[卡文迪许扭秤实验] 卡文迪许扭秤实验测出了什么
卡文迪什和卡文迪许是一个人。卡文迪许因为自身健康改成了卡文迪什,他是海贼王的人物,也是新时代海贼的佼佼者为了成为路飞的追随者他拥有着厉害的剑术,在一次偶然的机会他遇到了路飞,他和路飞一起成为了同盟他在睡梦中会成为另一种性格的剑客,他希望和索隆对战。
角色介绍
卡文迪许出生于隆美尔王国,幼年时期就是个人气很高的帅哥,生日的时候被赠予一匹白马取名法鲁鲁,之后一直陪伴卡文迪许。
本身患有罕见的特殊梦游症症状,即一旦睡着就会以梦游姿态,产生名为隆美尔的镰鼬的第二人格特征,此第二人格的卡文迪许,比原先已是剑术天才的卡文迪许拥有强上一倍的剑术,性格也会变得相当冷酷无情。
在当年的隆美尔王国,一旦夜幕降临就有多名人士连续遭到瞬杀,连前往支援的海军依旧不敌由于瞬杀速度快的有如一阵风,时人因而将此不知何人所为的杀人事件称为隆美尔的镰鼬,而卡文迪许本人也因此因第二人格隆美尔的镰鼬之因被迫因而成为海贼然而他本人却反而对因为这个缘故所带来的人气十分乐在其中。
附一:卡文迪许扭秤实验
1789年,英国物理学 家卡文迪许(H.Cavendish)利用扭秤,成功地测出了引力常量的数值,证明了万有引力定律的正确。卡文迪许解决问题的思路是,将不易观察的微小变化量,转化为容易观察的显著变化量,再根据显著变化量与微小量的关系算出微小的变化量[1]
试验示意图
实验原理
卡文迪许用一个质量大的铁球和一个质量小的铁球分别放在扭秤的两端。扭秤中间用一根韧性很好的钢丝系在支架上,钢丝上有个小镜子。用一道平行光照射镜子,光点反射到一个很远的地方,标记下此时光点所在的位置。
用两个质量一样的铁球同时分别吸引扭秤上的两个铁球。由于万有引力作用。扭秤微微偏转。但光源所反射的远点却移动了较大的距离。他用此计算出了万有引力公式中的常数G。
此实验的巧妙之处在于将微弱的力的作用进行了放大。
尤其是光的反射的利用
推算地球密度
卡文迪许测量地球的密度是从求牛顿的万有引力定律中的常数着手,再推算出地球密度。他的指导思想极其简单,用两个大铅球使它们接近两个小球。从悬挂小球的金属丝的扭转角度,测出这些球之间的相互引力。根据万有引力定律,可求出常数G。根据卡文迪许的多次实验,测算出地球的平均密度是水密度的5.481倍(现在的数值为5.517,误差为0.65253%左右),并确定了万有引力常数(他测得的引力常数G是
(6.754±0.041)×10N·m?/kg?,这个值同现代值
(6.6732±0.0031)×10N·m?/kg?,相差无几,计算出了地球的质量。被誉为第一个称量地球的人。
卡文迪许验证万有引力定律的实验采用自己设计的“扭秤”为工具,
后人称为著名的“卡文迪许实验”。引力常量G=6.67*10^-11
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